2.2. Расчет геометрических и электрических параметров печи

Расчет рудовосстановительных печей ведут обычно по заданной [1] мощности, но иногда надо определить. Исходными данными для этого служит требуемая производительность и удельный расход электрической энергии на 1т продукта. Последний не является величиной строго постоянной и колеблется в зависимости от качества шихтовых материалов и размеров печи. Для расчета принимают высший удельный расход энергии, что позволяет иметь запас для увеличения производительности .

Эти исходные данные необходимы для определения годового потребления.

W= Wyд · G=4200 · 53400,6 =224282520квт · ч. (2.4)

где, Wуд- удельный расход электроэнергии, кВт· ч/т G- годовая производительность печи, т.

Активная мощность проектируемой печи:

Ра= = =29082,6 кВт (2.5)

где,К1- коэффициент, учитывающий время на планово-предупредительные работы;К2- на средний ремонт; КЗ- на капитальный ремонт;К4- коэффициент, использования установленной мощности;

Тенденция дальнейшего увеличения производства ферросплавов и других продуктов рудовосстановительных печей неизбежно приведет к росту единичных мощностей печных установок. Однако темпы этого роста и выбор типа установки для любого конкретного предприятия связаны со стремлением снизить капитальные и эксплутационные затраты на тонну ферросплавов, обеспечить приемлемые условия труда и непрерывность работы печей и цеха.

Такой выбор основывается на технико-экономической оценке показателей электропечей.

Исходя из принципа, исходимости с практическими данными наиболее рационален метод А.С.Микулинского, согласно которому полезное фазовое напряжение равно:

U пол. Ф.=С· Р 5,15 · 15316,3 =123,85 В. (2.6)

где, m и с - постоянные коэффициенты, характеризующие опр. тип процесса (m=0,33)(с=5,15)

Ток (рабочий) в электроде .

Iэ= = =123,7кА (2.7)

Линейное рабочее напряжение в точке соединения пакета короткой сети с выводами печного трансформатора:

Uл= = =346,5В (2.8)

где, К- поправочный коэффициент; cos f =0,84

Для выбора ступеней напряжения трансформатора принимают интервал вторичных линейных напряжений:

от низшего Uл.н=0,8*Uл=0,8* 346,5=277,2 В (2.9)

от высшего Uл.в=1,2* Uл= 1,2*346,5=415,8 В (2.10)

Перепад напряжений между ступенями

∆Uл=0,03*Uл=0,03* 346,5=10,395В (2.11)

По результатам расчетов можно сделать вывод, что наиболее оптимальным по электрическим характеристикам и геометрическим параметрам будет выбор печи типа РКЗ – 33.

2.3.Описание конструкции печи для выплавки титанистых шлаков

Титановые концентраты в принципе можно плавить в рудно-термических печах любой конструкции. Печи могут быть стационарными или поворотными, с закрытым или с открытым колошником. Стационарные печи строят главным образом на большую производительность, тогда как поворотные печи с закрытым колошником, позволяющие утилизировать образующийся горючий газ и улучшать условия труда[2].

Конструктивные элементы рудно-термической печи для выплавки богатых титановых шлаков практически не отличаются от аналогичных конструкций печей, применяемых для выплавки ферросплавов.

На фундамент печи укладывают двутавровые балки, а на них стальные плиты, поддерживающие подину и кожух печи. Между стальными балками свободно циркулирует воздух, способствующий охлаждению подины.

Для футеровки стен печи и подины в отличие от печей, используемых при выплавке ферросплавов, не применяют угольные блоки. Это объясняется тем, что при выплавке титановых шлаков получается чугун с низким содержанием углерода, вследствие чего он интенсивно растворяет углерод и быстро разъедает угольную футеровку. Химическая активность чугуна определяется также присутствием в нем некоторого количества титана, находящегося, по-видимому, в виде карбида, который взаимодействует с окислами футеровки и восстанавливает их. Поэтому на практике стремятся не допускать соприкосновения перегретого чугуна с футеровкой печи, особенно на границе раздела фаз[8].